RU2256631C1 - Refractory packing mass - Google Patents
Refractory packing mass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2256631C1 RU2256631C1 RU2003135528/03A RU2003135528A RU2256631C1 RU 2256631 C1 RU2256631 C1 RU 2256631C1 RU 2003135528/03 A RU2003135528/03 A RU 2003135528/03A RU 2003135528 A RU2003135528 A RU 2003135528A RU 2256631 C1 RU2256631 C1 RU 2256631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- mixture
- corundum
- mass
- clay
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства огнеупоров, в частности огнеупорных набивных масс на основе корундовых огнеупорных заполнителей и глинистых пластификаторов, и преимущественно может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности для изготовления набивных футеровок различных высокотемпературных агрегатов, например днищ и гнезд сталеразливочных ковшей, центральных частей сводов дуговых электропечей, а также электропечей выдержки жидкого чугуна и плавки алюминия.The invention relates to the production of refractories, in particular refractory packing materials based on corundum refractory aggregates and clay plasticizers, and can mainly be used in metallurgical and other industries for the manufacture of printed linings of various high-temperature aggregates, for example bottoms and nests of steel pouring ladles, central parts of arches arc electric furnaces, as well as electric furnaces for holding molten iron and aluminum smelting.
Известна огнеупорная набивная масса по авторскому свидетельству СССР №897755, 1982, С 04 В 33/22, которая используется для выполнения набивных футеровок сталеразливочных ковшей и содержит 55-65 мас.% высокоглиноземистого шамота, 20-30 мас.% корундовых отходов абразивного производства, 5-10 мас.% огнеупорной глины, 0,25-1,50 мас.% полифосфата натрия и 4,75-8,50 мас.% ортофосфорной кислоты. Использование в данной огнеупорной набивной массе в качестве заполнителя высокоглиноземистого шамота приводит к недостаточно высокой прочности футеровки после ее обжига при температуре 1580°С, характеризуемой пределом прочности при сжатии не выше 37-41 Н/мм2. Сравнительно высокое процентное содержание в данной массе ортофосфорной кислоты и наличие в ее составе полифосфата натрия вызывает достаточно существенный линейный рост футеровки после ее обжига при температуре 1580°С, характеризуемый изменением линейных размеров на уровне 0,9-1,0%. Кроме того, сравнительно большое процентное содержание в данной массе огнеупорной глины не позволяет обеспечить ей высоких огнеупорных свойств, которые ограничивают рекомендуемый температурный интервал службы в пределах 1500-1700°С.Known refractory ramming mass according to the author's certificate of the USSR No. 897755, 1982, С 04 В 33/22, which is used for stuffing linings of steel pouring ladles and contains 55-65 wt.% High-alumina fireclay, 20-30 wt.% Corundum waste of abrasive production, 5-10 wt.% Refractory clay, 0.25-1.50 wt.% Sodium polyphosphate and 4.75-8.50 wt.% Phosphoric acid. The use of high-alumina chamotte in this refractory packing mass as a filler leads to insufficiently high strength of the lining after firing it at a temperature of 1580 ° C, characterized by a compressive strength of not higher than 37-41 N / mm 2 . The relatively high percentage of orthophosphoric acid in this mass and the presence of sodium polyphosphate in its composition causes a fairly significant linear growth of the lining after firing at 1580 ° C, characterized by a change in linear dimensions at the level of 0.9-1.0%. In addition, the relatively large percentage in this mass of refractory clay does not allow it to provide high refractory properties, which limit the recommended temperature range of service within 1500-1700 ° C.
Известна огнеупорная набивная масса по патенту Украины №27903, 2000, С 04 В 33/22, которая используется для выполнения монолитных футеровок индукционных канальных печей выдержки чугуна и содержит 50-55 мас.% электроплавленного корунда фр. 3,0-0,5 мм, 32-37 мас.% глинозема ГК, 4-6 мас.% кварцевого песка и 7-9 мас.% ортофосфорной кислоты. Сравнительно высокое процентное содержание в данной массе ортофосфорной кислоты и глинозема, а также наличие в ее составе кварцевого песка вызывает достаточно значительный линейный рост футеровки после ее обжига при температуре 1580°С, который, как показали экспериментальные исследования заявителя, сопровождается изменением линейных размеров в пределах 1,2-1,5%. Наличие в составе данной массы кварцевого песка приводит к недостаточно высоким огнеупорным свойствам получаемых на ее основе футеровок, характеризуемых рабочей температурой службы не более 1600°С. Кроме того, необходимые для получения высокой прочности футеровок реакции образования муллита и неразлагающихся фосфатов алюминия при обжиге футеровки на основе данной массы протекают сравнительно медленно, что требует весьма длительного времени выдержки обжигаемой футеровки при температуре около 1600°С, составляющего 6-8 часов.Known refractory ramming mass according to the patent of Ukraine No. 27903, 2000, C 04 B 33/22, which is used to make monolithic lining of induction duct iron holding furnaces and contains 50-55 wt.% Electrofused corundum fr. 3.0-0.5 mm, 32-37 wt.% Alumina HA, 4-6 wt.% Quartz sand and 7-9 wt.% Orthophosphoric acid. The relatively high percentage of orthophosphoric acid and alumina in this mass, as well as the presence of quartz sand in its composition causes a fairly significant linear growth of the lining after firing it at a temperature of 1580 ° C, which, as shown by the applicant’s experimental studies, is accompanied by a change in linear dimensions within 1 , 2-1.5%. The presence of quartz sand in this mass leads to insufficiently high refractory properties of the linings obtained on its basis, characterized by a working service temperature of not more than 1600 ° C. In addition, the formation of mullite and non-decomposable aluminum phosphates necessary for obtaining high strength of the linings during roasting of the lining based on this mass proceed relatively slowly, which requires a very long exposure time of the roasting lining at a temperature of about 1600 ° C, which is 6-8 hours.
Известна огнеупорная набивная масса по патенту Российской Федерации №2074148, 1997, С 04 В 28/34, С 04 В 35/10, которая используется для выполнения набивной футеровки сталеразливочных ковшей при разливке стали с внепечной обработкой и содержит 81-85 мас.% высокоглиноземистого компонента, 7-12 мас.% огнеупорной глины и 7-10 мас.% смеси водного раствора ортофосфорной кислоты с концентрацией 40-50% и водного раствора карбамида с концентрацией 30%, взятой в соотношении 70:30. Необходимое для обеспечения пластичности данной огнеупорной набивной массы при ее набивке сравнительно высокое процентное содержание огнеупорной глины приводит к недостаточно высоким огнеупорным свойствам футеровок на ее основе, характеризующимся температурой четырехпроцентного сжатия в пределах 1580-1600°С, и пределу прочности при сжатии после обжига, составляющему 70-80 Н/мм2, а также к сравнительно высокой открытой пористости футеровок после обжига в пределах 22-24% и, кроме того, к существенному изменению линейных размеров после обжига.Known refractory ramming mass according to the patent of the Russian Federation No. 2074148, 1997, C 04 B 28/34, C 04 B 35/10, which is used to make a printed lining of steel pouring ladles when casting steel with out-of-furnace treatment and contains 81-85 wt.% High-alumina component, 7-12 wt.% refractory clay and 7-10 wt.% a mixture of an aqueous solution of phosphoric acid with a concentration of 40-50% and an aqueous solution of urea with a concentration of 30%, taken in the ratio of 70:30. The relatively high percentage of refractory clay necessary to ensure the ductility of this refractory packing material during its filling leads to insufficiently high refractory properties of the linings based on it, characterized by a four percent compression temperature in the range of 1580-1600 ° C and a compressive strength after firing of 70 -80 N / mm 2 , as well as a relatively high open porosity of the linings after firing in the range of 22-24% and, in addition, a significant change in linear dimensions after firing.
Наиболее близкой по составу и физико-механическим показателям к предлагаемой огнеупорной набивной массе следует считать огнеупорную массу для пескометной набивки по авторскому свидетельству СССР №1447792, 1988, С 04 В 28/34, которая используется для выполнения набивных футеровок сталеразливочных ковшей и содержит 5,95-8,50 мас.% ортофосфорной кислоты, 7-12 мас.% смеси огнеупорных глин высокой и низкой пластичности, взятых в соотношении (1,0:1,5)-(1,5:1,0), 0,05-0,50 мас.% алкилсиликоната и высокоглиноземистый компонент в качестве остального. Данную огнеупорную массу, выбранную за ближайший аналог, готовят в смесительном агрегате, загружая сначала зернистый высокоглиноземистый компонент, являющийся заполнителем, далее водный раствор ортофосфорной кислоты с плотностью 1,3-1,4 г/см и затем вместе с алкилсиликонатом тонкомолотую составляющую, содержащую смесь тонкодисперсных огнеупорных глин высокой и низкой пластичности и тонкодисперсный высокоглиноземистый компонент.The closest in composition and physico-mechanical parameters to the proposed refractory ramming mass should be considered refractory mass for sandblasting according to USSR author's certificate No. 1447792, 1988, C 04 B 28/34, which is used to make stuffed linings of steel pouring ladles and contains 5.95 -8.50 wt.% Phosphoric acid, 7-12 wt.% A mixture of refractory clays of high and low ductility, taken in the ratio (1.0: 1.5) - (1.5: 1.0), 0.05 -0.50 wt.% Alkylsiliconate and high alumina component as the rest. This refractory mass, selected for the closest analogue, is prepared in a mixing unit, first loading a high-alumina granular component, which is a filler, then an orthophosphoric acid solution with a density of 1.3-1.4 g / cm and then, together with an alkyl siliconate, a finely ground component containing the mixture fine refractory clays of high and low ductility and a finely dispersed high alumina component.
Несмотря на сравнительно высокое процентное содержание в данной огнеупорной массе не просто огнеупорной глины, а смеси огнеупорных глин высокой и низкой пластичности, она, как и все перечисленные выше аналоги, характеризуется недостаточно высокой пластичностью, что при набивке не делает ее достаточно удобоукладываемой. При этом высокое процентное содержание огнеупорной глины приводит к тому, что футеровки на ее основе обладают достаточно высокой открытой пористостью, составляющей после сушки и обжига соответственно 18-20% и 22-24%, сравнительно невысоким пределом прочности при сжатии после обжига, составляющим не более 71-80 Н/мм2, и недостаточно высокой температурой деформации под нагрузкой, характеризуемой температурой четырехпроцентного сжатия не более 1600°С.Despite the relatively high percentage in this refractory mass of not just refractory clay, but of a mixture of refractory clays of high and low plasticity, it, like all the analogues listed above, is characterized by insufficiently high ductility, which when packing does not make it sufficiently workable. At the same time, a high percentage of refractory clay leads to the fact that linings based on it have a sufficiently high open porosity, which, after drying and calcination, is 18-20% and 22-24%, respectively, with a relatively low compressive strength after calcination, which is no more than 71-80 N / mm 2 , and not high enough deformation temperature under load, characterized by a temperature of four percent compression of not more than 1600 ° C.
Поэтому недостатками известной огнеупорной массы для пескометной набивки, выбранной за ближайший аналог, являются достаточно высокая открытая пористость, недостаточная прочность после обжига и недостаточно высокие огнеупорные свойства получаемых на ее основе футеровок, а также низкая пластичность огнеупорной массы, не способствующая ее удобоукладываемости.Therefore, the disadvantages of the known refractory mass for sand packing selected for the closest analogue are a sufficiently high open porosity, insufficient strength after firing and insufficiently high refractory properties of the linings obtained on its basis, as well as low ductility of the refractory mass, which does not favor its workability.
Задачами данного изобретения являются снижение открытой пористости, повышение прочности и огнеупорных свойств футеровок, получаемых на основе предлагаемой огнеупорной набивной массы, а также повышение удобоукладываемости огнеупорной набивной массы за счет увеличения ее пластичности.The objectives of this invention are to reduce open porosity, increase the strength and refractory properties of the linings obtained on the basis of the proposed refractory ramming mass, as well as increase the workability of the refractory ramming mass by increasing its ductility.
Поставленные задачи решаются согласно изобретению тем, что предлагаемая огнеупорная набивная масса, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, зернистый высокоглиноземистый компонент, ортофосфорную кислоту и смесь тонкодисперсных высокоглиноземистого компонента и огнеупорной глины, отличается от ближайшего аналога тем, что она содержит в качестве зернистого высокоглиноземистого компонента смесь зернистого корунда фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм, взятых в соотношении (4,5:1)-(5,5:1), а в качестве смеси тонкодисперсных высокоглиноземистого компонента и огнеупорной глины смесь 91-95 мас.% корунда и 5-9 мас.% огнеупорной глины с содержанием в смеси частиц размером менее 50 мкм не менее 50% и размером более 63 мкм не более 20% при следующем соотношении компонентов, мас.%:The tasks are solved according to the invention in that the proposed refractory packing material, containing, in accordance with the closest analogue, a granular high alumina component, phosphoric acid and a mixture of finely divided high alumina component and refractory clay, differs from the closest analogue in that it contains a granular high alumina component mixture of granular corundum fr. 1-3 mm and fr. 0.5-1.0 mm, taken in the ratio (4.5: 1) - (5.5: 1), and as a mixture of finely divided high alumina component and refractory clay, a mixture of 91-95 wt.% Corundum and 5-9 wt.% refractory clay with a content in the mixture of particles less than 50 microns in size not less than 50% and more than 63 microns in size not more than 20% in the following ratio of components, wt.%:
смесь зернистого корунда фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм - 51-61,mixture of granular corundum fr. 1-3 mm and fr. 0.5-1.0 mm - 51-61,
смесь тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины - 32-43,a mixture of finely divided corundum and refractory clay - 32-43,
ортофосфорная кислота - 5,5-7,5.phosphoric acid - 5.5-7.5.
При этом огнеупорная набивная масса содержит в качестве смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины их механическую смесь или их смесь совместного помола.In this case, the refractory ramming mass contains, as a mixture of finely divided corundum and refractory clay, their mechanical mixture or their mixture of co-grinding.
Использование в предлагаемой огнеупорной набивной массе в качестве зернистого высокоглиноземистого компонента зернистого корунда в количестве 51-61 мас.%, а также смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины в количестве 32-43 мас.% с содержанием тонкодисперсного корунда в указанной смеси в количестве 91-95 мас.% привело к увеличению общего процентного содержания корунда в огнеупорной набивной массе, то есть компонента, обладающего огнеупорными свойствами, и к уменьшению процентного содержания огнеупорной глины, что вызвало повышение огнеупорных свойств получаемых на ее основе футеровок. Уменьшение процентного содержания огнеупорной глины привело также к снижению открытой пористости футеровки после обжига при температуре 1600°С. Кроме того, уменьшение процентного содержания огнеупорной глины обеспечивает уменьшение интенсивности процесса муллитообразования при обжиге, в результате чего уменьшается изменение линейных размеров футеровки.The use of the proposed refractory packing material as a granular high alumina component of granular corundum in an amount of 51-61 wt.%, As well as a mixture of finely divided corundum and refractory clay in an amount of 32-43 wt.% With a content of finely divided corundum in the specified mixture in an amount of 91-95 wt.% led to an increase in the total percentage of corundum in the refractory packing material, that is, a component having refractory properties, and to a decrease in the percentage of refractory clay, which caused an increase in neupornyh properties obtained on the basis of its lining. A decrease in the percentage of refractory clay also led to a decrease in the open porosity of the lining after firing at a temperature of 1600 ° C. In addition, a decrease in the percentage of refractory clay provides a decrease in the intensity of the process of mullite formation during firing, resulting in a decrease in the linear dimensions of the lining.
Вместе с тем, несмотря на уменьшение процентного содержания огнеупорной глины, обеспечивающей пластичность огнеупорных масс при их набивке, пластичность предлагаемой огнеупорной набивной массы не снизилась, а наоборот, увеличилась, что повысило удобоукладываемость огнеупорной набивной массы и привело к повышению качества ее набивки. По мнению авторов изобретения, это достигнуто, во-первых, за счет использования в предлагаемой огнеупорной набивной массе в качестве смеси тонкодисперсных высокоглиноземистого компонента и огнеупорной глины смеси 91-95 мас.% корунда и 5-9 мас.% огнеупорной глины с содержанием в смеси частиц размером менее 50 мкм не менее 50% и размером более 63 мкм не более 20%. Использование такого количества тонкодисперсного корунда указанной дисперсности в смеси с тонкодисперсной огнеупорной глиной вызывает увеличение антифрикционных свойств не только частиц самой этой смеси, но и зерен зернистого корунда, обволакиваемых при перемешивании тонкодисперсными частицами, и поэтому делает огнеупорную набивную массу более пластичной при набивке футеровки. Во-вторых, применение в огнеупорной набивной массе именно смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, например, их механической смеси или смеси совместного помола, приводит к более равномерному распределению тонкодисперсных частиц корунда и огнеупорной глины в огнеупорной набивной массе, что способствует ее большей пластичности. При этом огнеупорная набивная масса обладает большей пластичностью в случае использования в ее составе смеси совместного помола тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, так как в этом случае частицы глины более равномерно распределяются среди частиц тонкодисперсного корунда и повышается химическая активность указанных частиц. В-третьих, высокая пластичность огнеупорной набивной массы обеспечивается рациональным выбором для смеси зернистого корунда размеров его используемых фракций и соотношением их количественного содержания, то есть смеси зернистого корунда фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм, взятых в соотношении (4,5:1)-(5,5:1).At the same time, despite the decrease in the percentage of refractory clay, which ensures the plasticity of the refractory masses during their packing, the plasticity of the proposed refractory packing mass did not decrease, but rather increased, which increased the workability of the refractory packing mass and led to an increase in the quality of its packing. According to the inventors, this is achieved, firstly, through the use in the proposed refractory packing material as a mixture of finely dispersed high-alumina component and refractory clay, a mixture of 91-95 wt.% Corundum and 5-9 wt.% Refractory clay with a content in the mixture particles less than 50 microns in size not less than 50% and more than 63 microns in size no more than 20%. The use of such an amount of finely dispersed corundum of the indicated dispersion in a mixture with finely dispersed refractory clay causes an increase in the antifriction properties of not only particles of this mixture itself, but also grains of granular corundum enveloped with finely dispersed particles, and therefore makes the refractory packing mass more plastic when packing the lining. Secondly, the use of precisely a mixture of finely dispersed corundum and refractory clay in the refractory packing mass, for example, their mechanical mixture or co-grinding mixture, leads to a more uniform distribution of fine particles of corundum and refractory clay in the refractory packing mass, which contributes to its greater ductility. At the same time, the refractory packing mass has greater plasticity in the case of using in its composition a mixture of joint grinding of finely dispersed corundum and refractory clay, since in this case the clay particles are more evenly distributed among the particles of finely dispersed corundum and the chemical activity of these particles increases. Thirdly, the high ductility of the refractory packing material is ensured by the rational choice for the mixture of granular corundum the sizes of its used fractions and the ratio of their quantitative content, that is, a mixture of granular corundum fr. 1-3 mm and fr. 0.5-1.0 mm, taken in the ratio (4.5: 1) - (5.5: 1).
Кроме того, рациональный выбор для смеси количественного содержания и размеров используемых фракций зернистого корунда, то есть зернистого корунда фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм, взятых в соотношении (4,5:1)-(5,5:1), а также рациональный выбор процентного содержания в смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины и ограничений на процентное содержание в ней частиц с определенной дисперсностью, то есть 91-95 мас.% корунда и 5-9 мас.% огнеупорной глины с содержанием в смеси частиц размером менее 50 мкм не менее 50% и размером более 63 мкм не более 20%, обеспечивает получение более плотной структурной матрицы получаемой футеровки, что, с одной стороны, приводит к уменьшению ее открытой пористости, приводящей к повышению металло- и шлакоустойчивости, а, с другой стороны, к увеличению предела прочности при сжатии, в особенности после ее обжига. Здесь также играет положительную роль использование в огнеупорной набивной массе именно смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, например, их механической смеси или смеси совместного помола, обеспечивающее более равномерное распределение тонкодисперсных частиц корунда и огнеупорной глины в огнеупорной набивной массе, что способствует повышению предела прочности при сжатии и уменьшению открытой пористости. При этом огнеупорная набивная масса обладает более высоким пределом прочности при сжатии и более низкой открытой пористостью в случае использования в ее составе смеси совместного помола тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, поскольку в этом случае частицы глины более равномерно распределяются среди частиц тонкодисперсного корунда и повышается химическая активность указанных частиц.In addition, a rational choice for a mixture of the quantitative content and size of the used fractions of granular corundum, that is, granular corundum fr. 1-3 mm and fr. 0.5-1.0 mm, taken in the ratio (4.5: 1) - (5.5: 1), as well as a rational choice of the percentage in the mixture of fine corundum and refractory clay and restrictions on the percentage of particles in it with a certain dispersion, that is, 91-95 wt.% corundum and 5-9 wt.% refractory clay with a content in the mixture of particles less than 50 microns in size at least 50% and more than 63 microns in size no more than 20%, provides a denser structural matrix of the resulting lining, which, on the one hand, leads to a decrease in its open porosity, leading to an increase in allo- and shlakoustoychivosti and, on the other hand, to increase the compressive strength, especially after its firing. The use of a mixture of finely dispersed corundum and refractory clay, for example, their mechanical mixture or co-grinding mixture, which provides a more uniform distribution of finely dispersed particles of corundum and refractory clay in the refractory packing mass, which contributes to an increase in compressive strength, also plays a positive role here. and reducing open porosity. In this case, the refractory packing material has a higher compressive strength and lower open porosity if a mixture of finely dispersed corundum and refractory clay is used in its composition, since in this case the clay particles are more evenly distributed among the particles of finely dispersed corundum and the chemical activity of these particles.
Указанные качественные и количественные соотношения компонентов предлагаемой огнеупорной набивной массы были получены авторами изобретения опытным путем и являются наиболее приемлемыми, поскольку при выходе за пределы заявляемых количественных соотношений компонентов массы декларируемый выше технический результат не достигается.The indicated qualitative and quantitative ratios of the components of the proposed refractory ramming mass were obtained experimentally by the inventors and are most acceptable, since when the technical limits of the claimed mass ratios are not exceeded, the technical result declared above is not achieved.
Действительно, как показали экспериментальные исследования опытных образцов огнеупорной набивной массы и футеровок на ее основе, при использовании смеси зернистого корунда менее 51 мас.% снижаются огнеупорные и прочностные свойства футеровок на основе огнеупорной набивной массы, а в случае применения смеси зернистого корунда более 61 мас.% существенно ухудшаются пластичность массы и открытая пористость футеровок. При этом в случае использования в составе смеси зернистого корунда других фракций заявителю не удалось получить огнеупорной набивной массы, соответствующей декларированному техническому результату. При выходе за пределы количественного соотношения содержания в смеси зернистого корунда фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм, равного (4,5:1)-(5,5:1), декларированного технического результата для предлагаемой огнеупорной набивной массы заявителю получить также не удалось.Indeed, as shown by experimental studies of prototypes of refractory ramming mass and linings based on it, when using a mixture of granular corundum of less than 51 wt.%, The refractory and strength properties of linings based on refractory ramming mass are reduced, and in the case of using a mixture of granular corundum more than 61 wt. % significantly deteriorate the ductility of the mass and the open porosity of the linings. Moreover, in the case of the use of other fractions of the granular corundum mixture, the applicant was not able to obtain a refractory ramming mass corresponding to the declared technical result. When going beyond the quantitative ratio of the content in the mixture of granular corundum fr. 1-3 mm and fr. The applicant was also unable to obtain 0.5-1.0 mm equal to (4.5: 1) - (5.5: 1) of the declared technical result for the proposed refractory ramming mass.
При содержании в массе смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины менее 32 мас.% существенно уменьшается пластичность огнеупорной набивной массы, что ухудшает ее удобоукладываемость, а также снижается предел прочности при сжатии после обжига и повышается открытая пористость получаемых на ее основе футеровок. Повышение содержания в массе смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины свыше 43 мас.% приводит к чрезмерной пластичности огнеупорной набивной массы, что вызывает снижение качества набивки при выполнении футеровки, а также вызывает ухудшение всех перечисленных выше физико-механических показателей футеровки, связанных с избыточным увеличением содержания в массе огнеупорной глины.When the mass of the mixture of finely dispersed corundum and refractory clay is less than 32 wt.%, The ductility of the refractory packing material is significantly reduced, which worsens its workability, and the compressive strength after firing is reduced and the open porosity of the linings obtained on its basis increases. An increase in the mass content of the mixture of finely dispersed corundum and refractory clay in excess of 43 wt.% Leads to excessive ductility of the refractory packing material, which causes a decrease in the quality of the packing during lining, and also causes a deterioration in all of the physicomechanical parameters of the lining associated with an excessive increase in the content in the mass of refractory clay.
Уменьшение в смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины содержания корунда до значения, меньшего 91 мас.%, и соответствующее ему увеличение содержания огнеупорной глины свыше 9 мас.% также приводит к снижению огнеупорных свойств футеровки и ухудшению таких ее основных физико-механических показателей, как открытая пористость, изменение линейных размеров и предел прочности при сжатии после обжига из-за меньшей интенсивности протекания реакции образования муллита при обжиге футеровки. Наоборот, увеличение в смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины содержания корунда до значения, большего 95 мас.%, и соответствующее ему уменьшение содержания огнеупорной глины ниже 5 мас.% приводит к снижению удобоукладываемости массы, связанному с уменьшением ее пластичности, а также понижению предела прочности при сжатии.A decrease in the mixture of finely dispersed corundum and refractory clay the content of corundum to a value less than 91 wt.%, And a corresponding increase in the content of refractory clay over 9 wt.% Also leads to a decrease in the refractory properties of the lining and the deterioration of its basic physical and mechanical properties, such as open porosity, change in linear dimensions and compressive strength after firing due to the lower rate of the mullite formation reaction during firing of the lining. On the contrary, an increase in the mixture of finely dispersed corundum and refractory clay to a value of more than 95 wt.%, And a corresponding decrease in the content of refractory clay below 5 wt.% Leads to a decrease in workability of the mass associated with a decrease in its ductility, as well as a lower tensile strength under compression.
Использование в огнеупорной набивной массе смеси тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, которая содержит менее 50% частиц размером менее 50 мкм и свыше 20% частиц размером более 63 мкм не обеспечивает достижения декларированных выше задач изобретения, поскольку приводит к ухудшению пластичности массы и не обеспечивает получения плотной структурной матрицы получаемой футеровки, вызывая увеличение ее открытой пористости, приводящее к ухудшению металло- и шлакоустойчивости, и снижение ее предела прочности при сжатии, в особенности после ее обжига.The use of a mixture of finely dispersed corundum and refractory clay in a refractory packing mass, which contains less than 50% of particles less than 50 microns in size and more than 20% of particles larger than 63 microns does not achieve the objectives of the invention declared above, since it leads to a deterioration in the ductility of the mass and does not provide a dense structural matrix of the resulting lining, causing an increase in its open porosity, leading to a deterioration in metal and slag resistance, and a decrease in its compressive strength, especially e its firing.
Увеличение содержания в огнеупорной набивной массе ортофосфорной кислоты свыше 7,5 мас.% практически не приводит к заметному повышению прочностных свойств получаемых на ее основе футеровок, но вызывает весьма существенное изменение их линейных размеров после обжига, делая их порой не пригодными для использования. Снижение содержания в огнеупорной набивной массе ортофосфорной кислоты ниже 5,5 мас.% вызывает снижение прочностных свойств получаемых на ее основе футеровок из-за меньшей интенсивности протекания при обжиге футеровки реакций образования неразлагающихся фосфатов алюминия, необходимых для получения их высокой прочности.An increase in the content of orthophosphoric acid in the refractory packing mass of more than 7.5 wt.% Practically does not lead to a noticeable increase in the strength properties of the linings obtained on its basis, but causes a very significant change in their linear dimensions after firing, making them sometimes unsuitable for use. A decrease in the content of orthophosphoric acid in the refractory packing mass below 5.5 wt.% Causes a decrease in the strength properties of the linings obtained on its basis due to the lower intensity of the reactions of formation of non-decomposable aluminum phosphates during roasting, which are necessary to obtain their high strength.
Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящего изобретения благодаря наличию у предлагаемой огнеупорной набивной массы перечисленных отличительных признаков.The above indicates the solution of the stated above objectives of the present invention due to the presence of the proposed refractory ramming mass of the listed distinctive features.
В качестве компонентов предлагаемой огнеупорной набивной массы используют раствор ортофосфорной кислоты плотностью 1,33-1,45 г/см3 и зернистый электрокорунд фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм с содержанием оксида алюминия не менее 99,4 мас.% и оксида железа не более 0,1 мас.%. В составе смеси тонкодисперсных компонентов используют либо тонкодисперсный шлам электрокорунда фр. -50 мкм или тонкодисперсный электрокорунд фр. -100 мкм или тонкодисперсный шлам электрокорунда фр. -100 мкм с содержанием оксида алюминия не менее 99,0% и оксида железа не более 0,5% и измельченную огнеупорную глину с числом пластичности 15-20 и влажностью не более 12%, например огнеупорную глину Латненского месторождения либо смесь совместного помола электрокорунда и огнеупорной глины. При этом обеспечивают содержание в смеси тонкодисперсных компонентов частиц размером менее 50 мкм не менее 50%, а частиц размером от 63 до 100 мкм - не более 20%.As components of the proposed refractory packing material, a solution of phosphoric acid with a density of 1.33-1.45 g / cm 3 and granular electrocorundum fr. 1-3 mm and fr. 0.5-1.0 mm with an alumina content of not less than 99.4 wt.% And iron oxide of not more than 0.1 wt.%. As a part of a mixture of finely dispersed components, either finely dispersed electrocorundum sludge fr. -50 microns or fine electrocorundum fr. -100 microns or fine slurry of electrocorundum fr. -100 μm with an alumina content of not less than 99.0% and iron oxide of not more than 0.5% and crushed refractory clay with a plasticity number of 15-20 and a moisture content of not more than 12%, for example, refractory clay of the Latnensky deposit or a mixture of joint grinding of electrocorundum and refractory clay. At the same time, the content of finely dispersed components of particles less than 50 microns in size is at least 50%, and particles from 63 to 100 microns in size - no more than 20%.
Предлагаемую огнеупорную набивную массу изготавливают следующим образом. Приготавливают механическую смесь или смесь совместного помола тонкодисперсных корунда в количестве 91-95 мас.% и огнеупорной глины в количестве 5-9 мас.%. Из концентрированной ортофосфорной кислоты с плотностью 1,56 г/см3 и воды, взятых в соотношении (2,2:1)-(3,7:1), приготавливают раствор ортофосфорной кислоты указанной выше плотности. Смешивают в смесителе зернистый корунд фр. 1-3 мм и фр. 0,5-1,0 мм, взятых в соотношении (4,5:1)-(5,5:1), в течение 1-2 минут, добавляют на смешанные фракции зернистого корунда раствор ортофосфорной кислоты и перемешивают в течение 1,0-1,5 минут, после чего добавляют смесь тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины и перемешивают в течение еще 2-3 минут.The proposed refractory ramming mass is made as follows. Prepare a mechanical mixture or a mixture of co-grinding finely divided corundum in an amount of 91-95 wt.% And refractory clay in an amount of 5-9 wt.%. From a concentrated phosphoric acid with a density of 1.56 g / cm 3 and water, taken in the ratio (2.2: 1) to (3.7: 1), a solution of orthophosphoric acid of the above density is prepared. Granular corundum fr. 1-3 mm and fr. 0.5-1.0 mm, taken in the ratio (4.5: 1) - (5.5: 1), for 1-2 minutes, a solution of phosphoric acid is added to the mixed fractions of granular corundum and mixed for 1, 0-1.5 minutes, after which a mixture of finely divided corundum and refractory clay is added and mixed for another 2-3 minutes.
Приготовленную огнеупорную набивную массу герметично упаковывают и в течение 7 дней выдерживают в естественных условиях.The prepared refractory packing mass is hermetically sealed and kept under natural conditions for 7 days.
При изготовлении футеровок огнеупорную набивную массу набивают, например, пневмомолотками при давлении 100-200 кг/см2, сушат при температуре 100-110°С в течение 24 часов и обжигают в течение 3 часов при температуре 1000-1100°С при скорости нарастания температуры 150-200°С в час.In the manufacture of linings, the refractory packing mass is stuffed, for example, with pneumatic hammers at a pressure of 100-200 kg / cm 2 , dried at a temperature of 100-110 ° C for 24 hours and fired for 3 hours at a temperature of 1000-1100 ° C at a rate of temperature rise 150-200 ° C per hour.
Для экспериментального определения физико-механических показателей футеровок заявителем были изготовлены их опытные образцы. Опытный образец №1 был получен на основе огнеупорной массы, выбранной за прототип, в соответствии с технологией, изложенной в описании изобретения-прототипа, а опытные образцы №2-№6 были получены на основе огнеупорной набивной массы, являющейся предметом настоящего изобретения, причем в опытных образцах №2-№5 процентное содержание тех или иных компонентов массы было близко к предельным значениям. Опытный образец №6 оказался наилучшим по своим физико-механическим показателям.For the experimental determination of the physical and mechanical properties of the linings, the applicant made their prototypes. Prototype No. 1 was obtained on the basis of the refractory mass selected for the prototype, in accordance with the technology described in the description of the prototype invention, and prototypes No. 2-No. 6 were obtained on the basis of the refractory packing mass, which is the subject of the present invention, and prototypes No. 2-No. 5, the percentage of various components of the mass was close to the limit values. Prototype No. 6 was the best in terms of their physical and mechanical properties.
Опытные образцы приготавливали набивкой или прессованием при давлении 200 кг/см2, выдерживали в естественных условиях 7 дней, сушили при температуре 100-110°С в течение 24 часов и обжигали в течение 3 часов при температуре 1600°С при скорости нарастания температуры 150-200°С в час.The experimental samples were prepared by packing or pressing at a pressure of 200 kg / cm 2 , kept under natural conditions for 7 days, dried at a temperature of 100-110 ° C for 24 hours and fired for 3 hours at a temperature of 1600 ° C at a temperature rise rate of 150- 200 ° C per hour.
Открытую пористость определяли согласно ГОСТ 2409-95 с использованием керосина с плотностью 0,8 г/см3 в качестве насыщающей жидкости. Предел прочности при сжатии определяли согласно ГОСТ 4071-94 на кубах размером 50×50×50 мм при нагрузке, прикладываемой параллельно слоям укладки. Изменение линейных размеров определяли измерением размеров кубов до и после термообработки.Open porosity was determined according to GOST 2409-95 using kerosene with a density of 0.8 g / cm 3 as a saturating liquid. The compressive strength was determined according to GOST 4071-94 on cubes 50 × 50 × 50 mm in size with a load applied parallel to the laying layers. The change in linear dimensions was determined by measuring the size of the cubes before and after heat treatment.
Пластичность огнеупорной набивной массы определяли согласно одной из известных методик (Лабораторный практикум по химической технологии огнеупоров / Суворов С.А. и другие. - Л.: ЛТИ имени Ленсовета, 1976, с.62-64). Согласно этой методике из приготовленной огнеупорной набивной массы формовали пять шаров без трещин и вмятин диаметром 46-50 мм. До испытаний шары хранили завернутыми во влажную ткань. Для определения пластичности использовали прибор Земятченского, а указатель пластичности рассчитывали по формуле Уп=(Дн-Дк) Р, где Уп - указатель пластичности; Дн - начальный диаметр шара; Дк - конечный диаметр шара; Р - масса груза, при которой на образце появляется трещина. На основании значений указателей пластичности, полученных для пяти образцов, определяли указатель пластичности для огнеупорной набивной массы в виде среднего арифметического указанных значений.The ductility of the refractory packing material was determined according to one of the known methods (Laboratory workshop on the chemical technology of refractories / Suvorov S.A. and others. - L .: LTI named after Lensovet, 1976, p. 62-64). According to this technique, five balls without cracks and dents with a diameter of 46-50 mm were formed from the prepared refractory ramming mass. Prior to testing, the balls were stored wrapped in a damp cloth. To determine the ductility, we used the Zemyatchensky instrument, and the ductility index was calculated by the formula U p = (D n -D k ) P, where U p is the ductility index; D n - the initial diameter of the ball; D to - the final diameter of the ball; P is the mass of the load at which a crack appears on the sample. Based on the values of the ductility indicators obtained for the five samples, the ductility index for the refractory ramming mass was determined in the form of the arithmetic mean of the indicated values.
В таблице приведены значения процентного содержания компонентов выбранной за прототип огнеупорной набивной массы (образец №1) и предлагаемой огнеупорной набивной массы (образцы №2-№6), а также полученные при испытаниях значения основных физико-механических показателей полученных на их основе опытных образцов. Во всех опытных образцах использовалась механическая смесь тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, а в наилучшем образце №6 - как механическая смесь тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины, так и их смесь совместного помола. Значения физико-механических показателей футеровки на основе наилучшего образца №6 предлагаемой огнеупорной набивной массы в случае использования в ее составе смеси совместного помола тонкодисперсных корунда и огнеупорной глины в таблице указаны в скобках.The table shows the values of the percentage of components selected for the prototype of the refractory ramming mass (sample No. 1) and the proposed refractory ramming mass (samples No. 2-No. 6), as well as the values obtained during testing of the main physical and mechanical indicators obtained on the basis of prototypes. In all experimental samples, a mechanical mixture of finely dispersed corundum and refractory clay was used, and in the best sample No. 6, both a mechanical mixture of finely dispersed corundum and refractory clay, and their mixture of co-grinding. The values of the physico-mechanical properties of the lining based on the best sample No. 6 of the proposed refractory packing material in the case of using a mixture of co-grinding finely divided corundum and refractory clay in its composition are shown in parentheses in the table.
Результаты испытаний показали для наилучшего образца №6 из предлагаемой огнеупорной набивной массы по сравнению с образцом №1 из массы-прототипа, во-первых, существенное повышение предела прочности при сжатии после обжига, а в случае использования смеси совместного помола и после сушки, во-вторых, уменьшение открытой пористости как после сушки, так и после обжига футеровки, в-третьих, повышение температуры деформации под нагрузкой и, в-четвертых, некоторое уменьшение изменения линейных размеров после обжига. Для всех образцов №2-№6 и в особенности для наилучшего (образец №6) из предлагаемой огнеупорной набивной массы по сравнению с образцом №1 из массы-прототипа наблюдается существенное увеличение указателя пластичности, что обеспечивает повышение удобоукладываемости огнеупорной набивной массы.The test results showed for the best sample No. 6 from the proposed refractory ramming mass compared to sample No. 1 from the prototype mass, firstly, a significant increase in compressive strength after firing, and in the case of using a mixture of co-grinding and after drying, secondly, a decrease in open porosity both after drying and after firing of the lining; thirdly, an increase in the deformation temperature under load; and fourthly, a slight decrease in the change in linear dimensions after firing. For all samples No. 2-No. 6, and in particular for the best (sample No. 6) of the proposed refractory packing material, compared with sample No. 1 of the prototype mass, a significant increase in the plasticity index is observed, which ensures an increase in workability of the refractory packing mass.
Таким образом, предлагаемая огнеупорная набивная масса обеспечивает снижение открытой пористости, повышение прочности и огнеупорных свойств футеровок, получаемых на ее основе, а также повышение ее удобоукладываемости за счет увеличения пластичности.Thus, the proposed refractory ramming mass provides a reduction in open porosity, an increase in the strength and refractory properties of the linings obtained on its basis, as well as an increase in its workability due to an increase in ductility.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003135528/03A RU2256631C1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Refractory packing mass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003135528/03A RU2256631C1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Refractory packing mass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2256631C1 true RU2256631C1 (en) | 2005-07-20 |
Family
ID=35842531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003135528/03A RU2256631C1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Refractory packing mass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2256631C1 (en) |
-
2003
- 2003-12-01 RU RU2003135528/03A patent/RU2256631C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4061501A (en) | Refractory linings | |
| US4171984A (en) | Refractory composition for flow casting | |
| JP5943032B2 (en) | Manufacturing method of lightweight heat-insulating alumina / magnesia refractory | |
| RU2256631C1 (en) | Refractory packing mass | |
| JP2020050572A (en) | Castable refractory | |
| JP6419555B2 (en) | Cast refractory | |
| JP2002274959A (en) | Refractory material for aluminum and aluminum alloy | |
| RU2239612C1 (en) | Refractory concrete mix (versions) | |
| US3442670A (en) | Carbon composition and process | |
| JP2022132997A (en) | Castable refractory product and method of constructing castable refractory product | |
| JPS5828231B2 (en) | Fluid cast refractories | |
| RU2410361C1 (en) | Fireproof concrete mixture | |
| JPH0633179B2 (en) | Irregular refractory for pouring | |
| JPH04952B2 (en) | ||
| JP2020534236A (en) | A refractory batch, a method for producing an amorphous refractory ceramic product from the batch, an amorphous refractory ceramic product obtained by the method. | |
| CA1043533A (en) | Ingot mould base plates | |
| RU2781366C2 (en) | Refractory mixture, method for production of non-molded ceramic refractory of this mixture, as well as non-molded ceramic refractory obtained by this method | |
| JPS63162579A (en) | Thermosettable monolithic refractories | |
| JP2548085B2 (en) | Irregular refractory composition | |
| RU2281266C1 (en) | Charge for preparing slag neutralizer | |
| JP2001146464A (en) | Refractory containing lump graphite | |
| JPH05163073A (en) | Filler for gap between refractory bricks | |
| SU823343A1 (en) | Refractory concrete mix | |
| SU895963A1 (en) | Charge for producing refractory materials | |
| RU2085540C1 (en) | Refractory rommed lining mass for cupola |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131202 |